[发明专利]一种计及调峰成本的含储热光热电站储热容量配置方法

摘要

本发明涉及一种计及调峰成本的含储热光热电站储热容量配置方法，针对储热容量与储热成本、调峰成本之间的经济平衡问题，本发明的特点是：以完全消纳光热发电为前提，从光热电站运行特性入手，分析光热发电并网对电网调峰产生的影响，并在此基础上提出一种计及调峰成本的含储热光热电站储热容量配置方法，以经济性为基础，找到了储热成本、调峰成本与储热容量的平衡点，从而实现含储热光热电站储热容量合理配置，具有科学合理，容量配置准确，效果佳等优点。

主权项

1.一种计及调峰成本的含储热光热电站储热容量配置方法，其特征是，以完全消纳光热发电为前提，从光热电站运行特性入手，分析光热发电并网对电网调峰产生的影响，以经济性为基础，找到调峰成本与储热容量的平衡点，具体包括以下步骤：1)储热光热电站的运行特性分析储热光热电站含有储热系统，能够对热量进行存储；2)光热电站并网对电网调峰产生的影响分析光热电站并网时将其视为负负荷，得到并网后的等效负荷：P_D＝P‑P_csp                               (1)其中：P_D为光热电站并网后的电网等效负荷；P为电网原始负荷；P_csp为光热电站输出功率；储热容量影响着光热电站储热系统转移电量的能力大小，以及对调峰压力的削减能力和调峰成本；3)光热电站储热容量配置方法在完全消纳光热发电的前提下，综合考虑调峰成本与储热成本，得到综合成本目标函数：minf＝e′(ΔP′)+C_cb(C)                           (2)其中：f为含储热光热电站并网后的综合成本；e'为含储热光热电站并网后的调峰成本；C_cb为光热电站储热系统的储热成本；C为储热容量；ΔP'为火电机组最小常规出力与含储热光热电站并网后电网调峰造成的火电机组非常规出力的差值；当电网全部消纳光热电站的发电量时，为满足电网的调度需求，火电机组将进行非常规出力，造成调峰成本；此时，调峰成本由燃料成本，运行维护成本，热损失成本三部分组成；其中，燃料成本指火电机组非常规出力时所需大量助燃油造成的成本；运行维护成本指火电机组非常规出力时的损伤、寿命期限的降低所造成的成本；热损失成本指调峰过程中机组快速降低出力造成热量损失的成本；含储热光热电站并网后的调峰成本计算公式为(3)式：e′(ΔP′)＝e′₁(ΔP′)+e′₂(ΔP′)+e′₃(ΔP′)                (3)其中：e′₁为含储热光热电站并网后调峰所需的燃料成本；e′₂为含储热光热电站并网后调峰造成的运行维护成本；e′₃为含储热光热电站并网后调峰造成的热损失成本；含储热光热电站并网后调峰所需的燃料成本e′₁，计算公式为(4)式：其中：t为时间；a₁，a₂为火电机组燃料成本系数；T′₁，T′₂分别为一天内含储热光热电站并网后火电机组由于电网调峰造成的非常规出力的起始时间与结束时间；含储热光热电站并网后调峰造成的运行维护成本e′₂，计算公式为(5)式：其中：b为火电机组最小常规出力到非常规出力单位调节电量的运行维护成本；含储热光热电站并网后调峰造成的热损失成本e′₃，计算公式为(6)式：其中：c为火电机组最小常规出力到非常规出力单位调节电量的热损失成本；火电机组最小常规出力与含储热光热电站并网后电网调峰造成的火电机组非常规出力的差值ΔP'，其计算公式为(7)式：其中：W_c为一天内光热电站储热系统的转移电量；T₁，T₂分别为一天内不含储热光热电站并网后火电机组由电网调峰造成的非常规出力的起始时间与结束时间；ΔP为火电机组最小常规出力与不含储热光热电站并网后电网调峰造成的火电机组非常规出力的差值；光热电站储热系统日转移电量W_c，计算公式为(8)式：W_c＝(1‑γ)×η×C                            (8)其中：γ为储热系统热损失率；η为储热系统热电转换效率；当光热电站不含储热系统时，不能对出力进行调节，并网后为应对电网调峰需求将会造成火电机组非常规出力，此时火电机组最小常规出力与非常规出力的差值为ΔP，其计算公式为(9)式：ΔP(t)＝P_min‑P_D(t) t∈(T₁,T₂)                        (9)其中：P_min为火电机组的最小常规出力；不含储热光热电站并网后的各项调峰成本计算公式为(10)式‑(12)式：其中：e₁为不含储热光热电站并网后调峰所需的燃料成本；e₂为不含储热光热电站并网后调峰造成的运行维护成本；e₃为不含储热光热电站并网后调峰造成的热损失成本；储热成本与储热容量成正比，储热成本计算公式为(13)式：C_cb＝K_b×C(C＜C_max)                           (13)式中：K_b为储热系统平均每天单位储存容量所需成本；C_max为储热系统的日最大储热容量；储热系统平均每天单位储存容量所需成本K_b的计算公式为(14)式：式中：B为运行年限内储热系统单位储存容量所需成本；n为储热系统的运行年限。